一九四八年九月六日，東野總部下達命令：十日晚開始運輸。東北鐵道部迅速調集車輛。九日，集中車輛達一千二百二十四輛，其中棚車六百八十四輛，敞車、平車五百四十輛。九日晚，以梅河口為主，以朝陽鎮、四平、吉林、西安為輔的編組站，也編好列車；部隊上車站為東豐、大興鎮、西安，下車站為新立屯、新邱、西阜新，同時做好了一切準備。
十日晚，這次大規模軍運開始，軍列按計劃正點發車。
當前行列車已駛進四平站時，突然接到東野總部急電，命令連夜將已經發出的兩個軍列，立即返回原地下車待命。同時，將已經停運的混合列車又恢復運行。這是東野總部為了迷惑敵人，防止暴露目標而採取的緊急措施。十二日夜晚，軍運列車又按計劃開始運行。
這次運輸中，西線鄭家屯、彰武、西阜新，東線梅河口、四平站是關鍵地區，敵人的飛機不但白天來，夜間有時也來，四平最多一天達七十二架次。這兩個站和沿線的運輸一線員工，為了保證軍列不被敵機發現，夜間都是採取無燈火作業。扳道員扳完道，為了確認道岔是否密貼，還要依次用手去摸，以保證軍用列車及時安全地、源源不斷地開往前線。
軍運開始後不久，遼西大雨連綿，西遼河大水猛漲，水位比最高的一九四六年還超出一米多。錢家店區段的線路被水淹沒，水勢兇猛，線路狀態不明，不知路基是否衝斷。在這關鍵時刻，通遼工務段段長喬子龍，以大無畏的精神，用手拄著木棍，趟著大水，頂著激流，在前邊一步一步地探查線路，慢慢地引導機車把軍列安全送過被淹區段。在這樣惡劣的自然條件和複雜的戰爭環境下，長距離、短時間、大規模地運送兵員和裝備，沒有發生什麼事故，這在現在看也是難得的。
嚴守秘密，在這次軍運中做得也很成功。運送部隊的列車全用棚車。列車出發前，車門加鎖，貼上封條。列車運行時，看不到部隊人影，聽不到部隊聲音。就連鐵路員工也不知道運送的是什麼。因此，在義縣解放後，敵軍俘虜說，你們攻打義縣時，我們都不知道貴軍是從哪上來的。
九月十二日至二十一日，按計劃完成了三縱、二縱五師、炮縱等主力部隊到達西阜新的軍運任務。由於各路局員工的努力和軍隊的配合，運輸速度比預想的還快：四平、西阜新間，最快的只用十四小時四十六分鐘，最慢的十九小時四十七分。前三天全是重車單程運行，到第四天，空車開始回返，白天，沒有敵機襲擾時，放行空車，減少會車，使運行時間大大縮短。在九天之內，共運送了六十四個軍列，把近十萬大軍安全、迅速、及時地送上了遼西前線，勝利完成了我軍大兵團調動的運輸任務。九月二十八日，東北鐵道部接到東野總部的電報，表揚鐵路員工在困難的條件下，順利地完成了軍運任務。
九月十二日，遼沈戰役打響後，我軍以突然行動攻佔昌黎及其以西地區，同時包圍了興城、沙後所、綏中之敵，切斷了錦州、唐山間的聯繫，斷絕了華北敵人增援東北的陸上通路，形成了「關門打狗」的形勢。
九月二十二日，敵人發覺了我軍行動意圖，派出大批飛機對我方鐵路狂轟濫炸，頻繁襲擾。
這時，我運輸大兵團的空車還沒返回，而西線的作戰物資、民工列車，東線的炮兵縱隊、後勤部隊列車共六十九列又從哈爾濱、齊齊哈爾、吉林方面接連發出，密集運行到鄭家屯一帶。同時，按運送上級機關列車辦理的野戰軍司令部、政治部及坦克團、工農學校等軍列也相繼到達，擠在一起，造成堵塞。由於敵機轟炸，白天空車不能運行，夜間重車又不能按時發出，途中運行時間隨之加長。二十九日敵機襲擾更甚，彰武、通遼、新立屯、蒼土、西阜新等站先後遭受不同程度的破壞，通信、給水中斷，情況非常緊迫。
東北鐵道部針對上述情況，採取了緊急措施：一是迅速組織搶修，白天敵人轟炸，晚間保證通車，各個部門保證時間，不得貽誤；二是組織特別運輸機車大隊，由昂昂溪、北安，把軍列一直送到鄭家屯前線；三是組織「片面運輸」，當時人們叫「趕羊式」運輸，即向著一個方向連續發車。執行這三條措施效果很好，很快疏通了堵塞，扭轉了被動局面。